Uno de los mayores retos a los que se enfrenta la humanidad es la reducción de la generación de residuos y el retorno de éstos como materiales reciclados. Este reto afecta de forma considerable a los materiales plásticos y sus residuos.
El plástico es un material clave y es importante seguir trabajando en reducir sus residuos, introducirlos en el mercado en forma de recursos y eliminar su abandono. El reciclaje de los plásticos reduce significativamente el impacto ambiental, puesto que se recuperan residuos y se reduce la necesidad de producción de nuevos materiales y de la extracción del petróleo asociado.
A partir de la anterior problemática surge el proyecto NEOREC, cuyo principal objetivo es desarrollar procesos de reciclado adecuados a los residuos complejos que permitan obtener materiales y sustancias de interés para la industria.
Este proyecto está centrado en tecnologías de reciclado químico. El reciclado químico es un tipo de reciclado que se caracteriza por la ruptura de cadenas o craqueo del residuo, para obtener materiales y sustancias útiles para la industria, bien de plásticos o química en general. El reciclado químico es complementario al reciclado mecánico y al físico (disolución y precipitación) y es ambientalmente más favorable que la valorización energética.
En este proyecto se está trabajando en diferentes tecnologías aplicadas a diferentes polímeros, como el tereftalato de polietileno (PET). El PET es un termoplástico formado por unidades repetidas de ácido tereftálico (TPA) y etilenglicol (EG), unidas mediante un enlace éster. Por lo tanto, el PET se clasifica como un poliéster, y muchas de sus propiedades físicas y químicas se derivan de dicha unión.
En el proyecto NEOREC, se trabajó con residuos de PET, pero con un proceso innovador, la despolimerización parcial. En este proceso lo que se busca es romper la cadena de forma controlada, manteniendo un polímero con menor peso molecular que el inicial, eliminando degradaciones para luego volver a polimerizarlo. Con este proceso se pretende reducir el impacto ambiental y económico del método más tradicional.
En este estudio, el PET fue parcialmente despolimerizado utilizando un exceso de EG en ausencia de catalizador. Las variables que se ajustaron en este estudio fueron el tiempo y la temperatura.
Un ejemplo de las distintas caracterizaciones realizadas a los productos obtenidos es la Cromatografía de Permeación de Gel (GPC). Mediante esta técnica se puede saber el peso molecular promedio de los oligómeros formados, como vemos en la Figura 1:
Como se observa, tanto el tiempo, como la temperatura son factores determinantes en la formación de los oligómeros, teniendo en cada uno de los casos, una relación directa entre temperatura o tiempo y peso molecular. A medida que aumentamos el tiempo de exposición, disminuye el peso molecular. De igual forma con la temperatura.
Este mismo proceso se aplicó a residuos reales; en este caso botellas procedentes de basuras marinas. Como vemos en la figura 2, son un tipo de residuo que se encuentra en un nivel alto de degradación, y cuya reprocesabilidad se ve limitada por lo que no es factible un reciclado mecánico y por tanto el reciclado químico cobra sentido.
Sobre este residuo, se realizaron tres experimentos, tal y como se ve en la siguiente tabla:
Sabiendo que el peso molecular del PET procedente de basuras marinas y del PET virgen son respectivamente 24383 y 23917 g·mol-1, vemos como en el caso de los residuos marinos, utilizando las mismas condiciones, se degradan más. Esto es debido a que los residuos inicialmente ya estaban degradados, debido a las condiciones medioambientales del medio en el que han estado, por lo que la facilidad de ruptura de las cadenas es mayor.
En conclusión, vemos cómo la despolimerización parcial de residuos de PET posee un alto potencial como técnica de reciclado químico, debido a las suaves condiciones experimentales, los bajos tiempos de reacción, la facilidad experimental y el bajo consumo energético.
El proyecto NEOREC cuenta con la financiación de la Conselleria d’Economia Sostenible, Sectors Productius, Comerç i Treball de la Generalitat Valenciana a través de ayudas del IVACE con la cofinanciación de los fondos FEDER de la UE, dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunitat Valenciana 2021-2027, con nº de expediente IMDEEA/2021/96. Estas ayudas están dirigidas a centros tecnológicos de la Comunitat Valenciana para el desarrollo de proyectos de I+D de carácter no económico realizados en cooperación con empresas para el ejercicio 2021.
Fuente: Santiago Llopis, investigador de Reciclado Químico en AIMPLAS
